仪器分析课程教学大纲

1、仪器分析课程教学大纲课程编号： 0714316013课程名称： 仪器分析 英文名称： Instrument Analysis课程类型： 专业基础课总 学 时： 40 讲课学时： 24 实验学时：16学分： 2.5适用对象：适用于本科环境工程专业先修课程：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学一、课程的性质、教学目的仪器分析课程是环境工程专业的一门重要的专业课和基础课程之一。仪器分析包括两大部分内容，即基于测定被分析物质的化学和物理性质对无机、有机和生物物质进行定性和定量分析的各种方法；对复杂的混合物质进行定性和定量分析前采用的高效分离技术。仪器分析中的各种方法和技术，与现代科学技术的发展互相渗

2、透、互相促进，特别是伴随着微电子学和计算机科学的迅速发展，现代仪器分析已经成为分析化学的主要组成部分。通过本课程的教学，使学生基本掌握常用仪器分析方法及其原理，并初步具有应用这些方法解决问题的能力。二、课程基本要求学生学完本课程应达到以下基本要求：（1）掌握常用分析仪器工作过程的基本理论。（2）掌握被分析物质的特性，包括其前期预处理的各种方法。（3）掌握有关仪器分析的计算和实验方法及实验的基本技能。（4）了解相关分析仪器的维护和管理常识。（5）了解常用分析仪器运行中的主要特点。三、教学内容及要求第一部分 色谱分析法1、气相色谱法【教学要求】1掌握气相色谱分离原理和仪器工作流程、流出曲线的相关术

3、语。2理解气相色谱分析的操作条件选择。3掌握常用气相色谱检测器的工作原理及性能。4理解气相色谱流动相和固定相的选择原则。5掌握气相色谱分析法的定性、定量方法。6了解气相色谱特点和在工业生产及科学研究中的应用。【教学内容】1概述：气相色谱法概述，色谱法分类，气相色谱分离过程，气相色谱常用术语（色谱峰、基线、色谱峰高、半高峰宽，色谱峰底宽，保留时间（保留体积）、死时间（死体积）、调整保留时间（调整保留体积）、相对保留值。2气相色谱理论基础：分配系数和分配比，速率理论，分离度。3气相色谱条件的选择：固定相的选择，柱长和柱径的选择，载气及其流速的选择，柱温的选择，进样条件的选择，检测器的选择。4固定相

4、及其选择。固体固定相，载体，固定液。5气相色谱法：气相色谱仪（气路系统、进样系统、分离系统、监测记录系统），热导池检测器，氢火焰离子检测器，电子捕获检测器，火焰光度检测器，气相色谱流动相，6气相色谱定性分析（保留值与已知物对照定性、保留值经验规律定性、根据文献保留数据定性），气相色谱定量分析（定量校正因子、归一化法、内标法、标准曲线法）。2、液相色谱法【教学要求】1掌握液相色谱分离原理和仪器流程、流出曲线的相关术语。2理解液相色谱分析的操作条件选择。3掌握常用液相色谱检测器的工作原理及性能。4理解液相色谱流动相和固定相的选择原则。5掌握液相色谱分析法的定性、定量方法。6了解液相色谱特点和在工业

5、生产及科学研究中的应用。【教学内容】1液相色谱法特点，2液相色谱主要类型及其分离原理。3液相色谱条件的选择：固定相的选择，柱长和柱径的选择，液相色谱流动相：流速的选择，洗脱剂的选择，进样条件的选择，检测器的选择。4液相色谱仪（压力系统、进样系统、分离系统、监测记录系统），检测器，色谱流动相，色谱定性分析（保留值与已知物对照定性、保留值经验规律定性、根据文献保留数据定性），色谱定量分析（定量校正因子、归一化法、内标法、标准曲线法）；应用。第二部分 光学分析法1、原子吸收分光光度法【教学要求】1掌握原子吸收分光光度法的基本原理。2理解原子吸收分光光度计的基本组成及各部分的作用。3理解原子吸收光谱法

6、的干扰及其抑制方法。4掌握原子吸收的定量分析方法。5了解原子吸收分光光度法在工业生产和科学研究中的应用。【教学内容】1概述：原子吸收光谱法的发展，原子吸收光谱分析的基本过程。2原子吸收分光光度法的基本原理：原子吸收线（原子吸收线的产生、吸收线的轮廓与变宽），基态原子数与原子化温度的关系，峰值吸收测量法。3原子吸收分光光度计：锐线光源、原子化器（火焰原子化器、石墨炉原子化器），分光系统、检测系统，原子吸收分光光度计的类型。4原子吸收光谱定量分析：标准曲线法，标准加入法。5原子吸收光谱法的干扰和抑制：物理干扰及其抑制，化学干扰及其抑制，电离干扰及其抑制，光谱干扰及其抑制。6原子吸收光谱法测定条件选

7、择，参数（灵敏度，特征浓度，检出限）7原子吸收光谱法的特点及其应用。2、紫外-可见吸收光谱法【教学要求】l掌握有机化合物的紫外-可见吸收光谱。2理解分子吸收光谱与物质结构的关系。3理解紫外分光光度计的基本组成及主要性能和测定方法。4了解紫外-可见分光光度法在工业生产和科学研究中的应用。5了解催化动力学光度法。【教学内容】1有机化合物的紫外-可见吸收光谱：电子跃迁类型，共轭作用，溶液对吸收光谱的影响，红移和紫移。2无机化合物的吸收光谱：d-d配位场跃迁，电荷转移跃迁，金属离子影响下的配*位体跃迁。3紫外分光光度计：基本部件，分光光度计主要类型和构造原理。4紫外-可见分光光度法的应用：在有机定性分

8、析中的应用（化合物的鉴定、结构分析），3、红外吸收光谱法 【教学要求】l掌握有机化合物的红外光谱。2理解分子红外光谱与物质结构的关系。3理解红外光谱仪的基本组成及主要性能和测定方法。4了解红外光谱在科学研究中的应用。【教学内容】1引言；红外光谱区的划分和应用（近红外区、中红外区、远红外）、红外吸收光谱法的特点、红外光谱图的表示方法。 2基本原理；双原子分子的振动（谐振子振动、非谐振子振动）、多原子分子的振动（振动的基本类型：伸缩振动、变型振动，基本振动的理论数）、影响吸收峰强度的因素。 3基团频率和特征吸收；官能团区和指纹区、有机化合物的特征吸收峰、影响基团频率的因素。4红外光谱仪；红外光谱仪

9、的主要部件。 5红外吸收光谱法的应用；未知物质结构的鉴定、定量分析。 四、实践环节见仪器分析实验五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于20题。六、教学方法与手段本课程采用板书或多媒体进行课堂教学。七、各教学环节学时分配说明该课程设立专门实验环节，此处仅列举理论课程课时数。章节（或内容）讲课习题课讨论课实验其它合计气相色谱分析法646液相色谱分析法444原子吸收分光光度法44红外光谱法646紫外光谱法444合计241640八、考核方式与成绩评定标准本课程为考试或考查课程，期末考试为闭卷笔试。学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩（占70%

10、）两部分构成。九、教材及主要参考资料教 材： 仪器分析，刘立行主编，化学工业出版社，2007年。仪器分析实验，苏克曼主编，高等教育出版社，2008年。参考书：仪器分析，高俊杰主编，国防工业出版社，2005年。仪器分析，武汉大学化学系主编，高等教育出版社，2001年。仪器分析实验，高俊杰主编，国防工业出版社，2005年。仪器分析，朱明华主编，高等教育出版社，2007年。十、说明 大纲制订人：吴功德 大纲审定人： 制订日期：2010-05-27 仪器分析实验课程教学大纲一、实验教学目标与基本要求仪器分析实验是为环境工程专业本科生开设的主要基础课之一，它既是一门独立的课程，又需要与仪器分析课密切配合

11、。教学目标与基本要求是：1. 配合仪器分析课程的教学，使学生进一步理解各种分析仪器的原理和有关概念；2. 使学生掌握常用仪器分析方法的应用范围和主要分析对象；3. 掌握常用分析仪器的基本操作方法和实验数据的处理方法，重点掌握仪器主要操作参数及其对分析结果的影响；4通过仪器分析实验，培养学生严谨的科学作风和良好的实验素养。二、本实验课程的基本理论与实验技术知识仪器分析实验课程主要依据的是本课程所涉及的红外光谱、紫外光谱、气相色谱法、液相色谱法等仪器分析法的原理，通过对仪器的操作使用，巩固理论知识、提高操作能力，实现对多种分析仪器的熟练掌握。三、实验方法、特点与基本要求本课程是在学生已学过仪器分析

12、课程的基础上开设的，要求学生学会和掌握仪器分析基本知识和基本操作：1明确仪器分析在生产、教学及科学研究中的任务和作用；2掌握常用仪器分析法的基本原理、方法和数据处理；3掌握常用仪器分析法的基本操作；本课程教学过程中不仅要强化仪器分析的基本概念和基础理论，而且要注重培养学生的动手能力和将书本知识用于解决实际问题的能力，加强素质教育，提倡创新精神。四、实验主要仪器设备红外光谱仪、紫外吸收分光光度计、高效液相色谱仪、气相色谱仪。五、实验项目的设置与内容提要1实验项目与内容序号实验项目内 容 提 要实验学时实验类型每组人数实验要求1利用紫外光谱法测量物质的纯度1、紫外光谱仪的简介2、利用紫外吸收光谱检查物质的纯度4设计8必做2红外对物质结构的分析1、 利用红外光谱分析未知样品的结构2、 学习红外光谱仪的基本操作4验证8必做3物质成分的毛细管气相色谱分析1、气相色谱仪简介2、色谱工作站3、物质成分的毛细管气相色谱分析4验证8必做4饮料中咖啡因的高效液相色谱分析外标法定量1、液相色谱仪简介2、色谱工作站3、饮料中咖啡因的高效液相色谱分析外标法定量4验证8必做2时间安排每天保证学生不少于4学时实验，2学时数据处理。六、实验报告要求每次实验提交实验报告。实验报告由实验原理、实验内容及数据的记录及处理组成。七、考核方式与成绩评定标准课程成绩实行百分制。实